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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Lagerung von drehbaren
Wellen und insbesondere Lageranordnungen, um bei sich drehenden
Wellen auftretende umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung
auszugleichen.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
drehbaren und insbesondere drehantreibbaren Wellen können
im Betrieb (d. h. bei Drehung der Welle) Verformungen und insbesondere Wellendurchbiegung
auftreten, wenn Kräfte nicht parallel (z. B. senkrecht
oder unter einem Winkel) zur Wellenlängsachse wirken.
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Man
kann dabei folgende Fälle unterscheiden, nämlich
solche, bei denen die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräften im Wesentlichen gleich bleibt, und solche,
bei denen sich die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräften ändert und insbesondere umlaufende
Radialkräfte auftreten.
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Im
ersten Fall ergibt sich eine im Wesentlichen ortsfeste Wellenverformung
bzw. Wellendurchbiegung. Dies kann man als Umlaufverformung oder Umlauf(durch)biegung
bezeichnen.
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Im
zweiten Fall ergibt sich eine Wellenverformung bzw. Wellendurchbiegung,
deren Ausprägung bzw. Richtung sich in Abhängigkeit
der Richtungsänderung der zugrunde liegenden Kräfte ändert.
Dies ist insbesondere bei umlaufenden Radialkräften der Fall.
Dies kann man dann – in Anlehnung an die Bezeichnung "umlaufende
Radialkräfte" als umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung
bezeichnen.
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Beispiele
für den ersten Fall sind Papiermaschinen und Seilwinden,
wo sich die Richtung von nicht parallel zur Wellenlängsachse
wirkenden Kräfte nicht ändert (z. B. Kräfte
aufgrund von zusammenwirkenden an Wellen angeordneten Papierwalzen;
Kräfte, die auf ein an einer Seilwinde angeordnetes Seil wirken).
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Beispiele
für den zweiten Fall sind Schwingungserreger und Vibratoren,
wo an Wellen Unwuchtmassen vorhanden sind, die mit der Welle gedreht
werden und dabei bezüglich der Wellenlängsachse
bzw. Drehachse umlaufende radial wirkende Kräfte erzeugen.
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Um
im ersten Fall eine Umlaufverformung oder Umlauf(durch)biegung auszugleichen,
ist es beispielsweise bekannt, den radial außen liegenden Teil
eines Wellenlagers (z. B. Wälzlageraußenring) mit
einem Gelenklager zu versehen, das eine gelenkige Verbindung z.
B. mit einem Gehäuse bereitstellt. Derartige Ansätze
sind jedoch nicht oder nur eingeschränkt geeignet, um im
zweiten Fall (umlaufende Wellenverformung oder Wellendurchbiegung)
für einen Ausgleich zu sorgen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, Lösungen bereitzustellen,
die bei drehbaren Wellen auftretende umlaufende Wellenverformungen
oder Wellendurchbiegungen ausgleichen.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Zur
Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung
eine Lageranordnung, eine die Lageranordnung und eine Welle umfassende
Anordnung und einen Schwingungserreger gemäß den
unabhängigen Ansprüchen bereit.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung ist für
eine drehbare Welle vorgesehen und umfasst einen inneren Lagerteil
zur Kopplung mit einem Ende der Welle, einen äußeren
Lagerteil zur Kopplung mit einer Befestigungsstruktur und eine Rotationsachse. Wenigstens
einer des inneren Lagerteils und des äußeren Lagerteils
weist wenigstens bereichsweise eine elastische Verformbarkeit wenigstens
teilweise senkrecht zur Rotationsachse auf.
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Die
Bezeichnungen "innen" und "außen" für die Lagerteile
sind gewählt, um anzugeben, dass ein innerer Lagerteil
in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse von dieser
radial geringer beabstandet ist als der entsprechende äußere
Lagerteil.
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Der
Begriff "Kopplung" und damit vergleichbare Formulierungen, wie "gekoppelt",
umfassen, dass zwei Bauteile unmittelbar, direkt miteinander verbunden
sind, beispielsweise mittels einer oder mehreren Schraub-, Klemm-,
Kleb-, Schweißverbindungen und/oder form- und/oder kraftschlüssigen Verbindungen.
Der Begriff "Kopplung" und damit vergleichbare Formulierungen, wie
"gekoppelt", umfassen aber auch, dass zwei Bauteile mittelbar miteinander
verbunden sind, beispielsweise mit einem dazwischen angeordneten
Verbindungselement und/oder -struktur.
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Dem
gegenüber soll mit dem Begriff "Verbindung" und mit damit
vergleichbaren Formulierungen, wie "verbunden" angegeben werden,
dass zwei Bauteile, z. B. wie oben beispielhaft ausgeführt,
unmittelbar, direkt miteinander verbunden sind.
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Im
Fall des inneren Lagerteils kann eine Kopplung mit dem Ende der
Welle beispielsweise erfolgen, indem der innere Lagerteil und das
Wellenende form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden
sind oder indem zwischen dem inneren Lagerteil und dem Wellenende
eine Verbindungsstruktur verwendet wird (z. B. eine mit dem Wellenende
verbundene Lageraufnahme für den inneren Lagerteil; eine mit
dem inneren Lagerteil verbundene Wellenaufnahme für das
Wellenende).
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Auch
wenn im Folgenden und insbesondere bei der Beschreibung bevorzugter
Ausführungsform auf eine Verwendung der erfindungsgemäßen
Lageranordnung bei Schwingungserregern und Vibratoren Bezug genommen
wird, ist zu beachten, dass die erfindungsgemäße
Lageranordnung überall dort verwendet werden kann, wo umlaufende
Wellenverformungen und/oder Wellendurchbiegungen auszugleichen sind.
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Vorzugsweise
umfasst der innere Lagerteil eine Lagerhülse für
ein Gleitlager.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass der äußere Lagerteil eine
Lagerbuchse für ein Gleitlager umfasst.
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Der
innere Lagerteil kann einen Bereich aufweisen, der zur verdrehsicheren
Wirkverbindung und insbesondere zur formschlüssigen Aufnahme
des Endes der Welle ausgelegt ist.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen ist wenigstens einer des
inneren Lagerteils und des äußeren Lagerteils
wenigstens teilweise elastisch komprimierbar.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst der innere
Lagerteil einen ersten Bereich, der einen ersten Innendurchmesser
aufweist und wenigstens teilweise elastisch verformbar ist, und
einen zweiten Bereich mit einem zweiten Innendurchmesser, wobei
der erste Innendurchmesser größer als der zweite
Innendurchmesser ist. Bei solchen Ausführungsformen kann
es vorgesehen sein, dass der zweite Bereich zur verdrehsicheren
Kopplung mit dem Ende der Welle ausgelegt ist, während der
erste Bereich, wenn bei Verwendung die Welle und der zweite Bereich
miteinander gekoppelt sind, die Welle und insbesondere deren Ende
nicht kontaktiert, sondern freigestellt ist und sich aufgrund seiner teilweisen
elastischen Verformbarkeit verformen und umlaufende Wellenverformungen
und/oder Wellendurchbiegungen ausgleichen zu vermag. Der zweite Bereich
kann ebenfalls elastisch verformbar sein.
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Vorzugsweise
ist dabei der erste Bereich des inneren Lagerteils als elastisch
verformbarer Hohlzylinder ausgebildet.
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Ferner
kann der innere Lagerteil wenigstens eine Lagerfläche zur
Wirkverbindung mit dem äußeren Lagerteil aufweist.
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Die
wenigstens eine Lagerfläche des inneren Lagerteils kann
wenigstens teilweise mit Gleitlagermaterial beschichtet und/oder
wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut sein.
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Des
weiteren kann die wenigstens eine Lagerfläche des inneren
Lagerteils im Wesentlichen konzentrisch zu der Rotationsachse angeordnet
sein und/oder im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse angeordnet
sein. Im ersten Fall kann die wenigstens eine Lagerfläche
des inneren Lagerteils an einer zu der Rotationsachse konzentrischen
Außenumfangsfläche ausgebildet sein. Im zweiten
Fall kann die wenigstens eine Lagerfläche des inneren Lagerteils
an einem sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse erstreckenden
Bereich ausgebildet sein, wobei es ferner möglich ist,
dass der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse erstreckende
Bereich des inneren Lagerteils zur Wirkverbindung mit einem an der
Welle ausgebildeten Absatz ausgelegt ist.
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Der äußere
Lagerteil kann (ebenfalls) wenigstens eine Lagerfläche
zur Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil und/oder der Welle
aufweisen, die vorzugsweise wenigstens teilweise mit Gleitlagermaterial
beschichtet und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material
aufgebaut ist.
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Die
wenigstens eine Lagerfläche des äußeren
Lagerteils kann im Wesentlichen konzentrisch zu der Rotationsachse
angeordnet sein und/oder im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse
angeordnet sein. Im ersten Fall kann die wenigstens eine Lagerfläche
des äußeren Lagerteils an einer zu der Rotationsachse
konzentrischen Innenumfangsfläche ausgebildet sein. Im
zweiten Fall kann die wenigstens eine Lagerfläche des äußeren
Lagerteils an einem sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse
erstreckenden Bereich ausgebildet sein, wobei es ferner möglich
ist, dass der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse
erstreckende Bereich des äußeren Lagerteils zur
Wirkverbindung mit dem sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse
erstreckende Bereich des inneren Lagerteils ausgelegt ist.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen umfasst der äußere
Lagerteil einen Bereich, der sowohl eine Lagerfläche zur
Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil als auch eine Befestigungsfläche
aufweist, die zur Befestigung des äußeren Lagerteils
an einer Befestigungsstruktur ausgelegt ist. Als Befestigungsstruktur
kann beispielsweise ein Gehäuse für die Lageranordnung
dienen. Bei solchen Ausführungsformen kann die elastische
Verformbarkeit des äußeren Lagerteils z. B. durch
Verwendung eines elastisch komprimierbaren Materials erreicht werden.
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Bei
weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst der äußere
Lagerteil einen ersten Bereich zur Wirkverbindung mit dem inneren
Lagerteil und einen mit dem ersten Bereich gekoppelten elastisch
verformbaren zweiten Bereich. Dabei ist es vorgesehen, dass der
zweite Bereich den inneren Lagerteil nicht unmittelbar kontaktiert,
sondern mit diesem mittelbar über den ersten Bereich gekoppelt
ist. Diese Trennung ermöglicht es, dass der zweite Bereich aufgrund
seiner elastischen Verformbarkeit umlaufende Wellenverformungen
und/oder Wellendurchbiegungen auszugleichen zu vermag. Ergänzend kann
der erste Bereich wenigstens teilweise elastisch komprimierbar ausgebildet
sein, um für einen weiteren, zusätzlichen Ausgleich
zu sorgen.
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Dabei
ist es insbesondere bevorzugt, dass der zweite Bereich des äußeren
Lagerteils einen elastisch verformbaren Flansch umfasst. Der elastische
Flansch kann einen hohlzylinderförmigen Bereich umfassen,
der mit dem zweiten Bereich verbunden ist und im Wesentlichen konzentrisch
zu der Rotationsachse ausgeführt sein kann. Der Flansch
kann (ergänzend oder alternativ) einen sich wenigstens teilweise
in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene erstreckenden Bereich
aufweisen.
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Des
weiteren kann der äußere Lagerteil einen dritten
Bereich umfassen, der zur Befestigung des äußeren
Lagerteils an einer Befestigungsstruktur (z. B. ein Gehäuse
für die Lageranordnung) ausgelegt ist. Der dritte Bereich
ist vorzugsweise mit dem zweiten Bereich (z. B. Flansch) verbunden
und kann einen hohlzylinderförmigen Bereich umfassen, der
im Wesentlichen konzentrisch zu der Rotationsachse ausgeführt
sein kann.
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Außerdem
kann der äußere Lagerteil einen vierten Bereich
umfassen, der zur Wirkverbindung mit einem Bereich des Endes der
Welle ausgelegt ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner eine Anordnung bereit, die eine
Welle mit einem Ende und eine erfindungsgemäße
Lageranordnung umfasst, wobei das Ende der Welle und der innere
Lagerteil verdrehsicher miteinander gekoppelt sind.
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Vorzugsweise
weist das Ende der Welle wenigstens eine Schmierbohrung auf, über
die beispielsweise eine oder mehrere lastfreie Zonen des inneren
Lagerteils mit Schmiermittel versorgt werden können.
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Der
weiteren sieht die vorliegende Erfindung einen Schwingungserreger
vor, der die obige erfindungsgemäße Anordnung
umfasst, wobei wenigstens eine mittels der Welle drehbare Unwuchtmasse vorhanden
sein kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit elastisch verformbarem inneren Lagerteil;
und
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2 eine
schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit elastisch verformbarem äußeren
Lagerteil.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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1 und
2 zeigen
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
die beispielsweise bei einem Schwingungserreger oder Vibrator verwendet
werden oder ein Bestandteil davon sein können. Ein Beispiel
für einen Schwingungserreger oder Vibrator ist z. B. in
WO 2005/075749 A1 beschrieben.
Im Folgenden ist zur Veranschaulichung auf eine Anwendung der vorliegenden
Erfindung bei einem Schwingungserreger Bezug genommen; wie bereits
oben ausgeführt beschränken sich Anwendungen der
vorliegenden Erfindung aber nicht auf derartige Vorrichtungen, sondern
sind überall dort vorgesehen, wo umlaufende Wellenverformungen und/oder
Wellendurchbiegungen ausgeglichen werden sollen.
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Schwingungserreger
und Vibratoren erzeugen mittels einer oder mehreren an einer oder
mehreren Wellen angeordneten Unwuchtmassen Schwingungen und/oder
Vibrationen, die beispielsweise auf Rammgut (z. B. Spundbohlen,
Träger etc.) übertragen werden, das in Erdreich
eingebracht werden soll.
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Dabei
treten durch Drehung der Unwuchtmasse(n) Kräfte und insbesondere
Fliehkräfte auf, die auf die Lager der Welle(n) wirken.
Ferner sind die Lager hohen Drehzahlen unterworfen. Da die Drehzahleignung
von Lagern und insbesondere Wälzlagern mit steigender Tragzahl
abnimmt, sind die Belastungsgrenzen handlesüblicher Lager
(z. B. Wälzlager) einschränkend. Die Verwendung
von Gleitlagern, wie z. B. in
WO 2005/075749 A1 beschrieben, stellt gegenüber
Wälzlagern eine Verbesserung dar.
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Wie
eingangs ausgeführt verformt (verbiegt) sich beim Betrieb
die Welle eines Schwingungserregers aufgrund von durch die Drehung
einer oder mehreren Unwuchtmassen entstehenden Kräfte.
Die Verformung/Durchbiegung der Welle kann bewirken, dass sich die
gelagerten Wellenenden in ihren Lagern verkanten und in den Lagern
(z. B. Gleitlagern) Kantenpressung auftritt. Dies ist insbesondere
bei zunehmender Drehzahl und/oder größerer Unwuchtmasse
möglich, weil sich dann auch die Verformung bzw. Durchbiegung
vergrößert. Die Gefahr einer Kantenpressung im
Lager erhöht sich, wenn – wie allgemein üblich – zur
Vermeidung von (hoher) Lagerreibleistung größere
Lagerbreiten verwendet werden.
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Ein
Verkanten der Wellenenden in ihren Lagern könnte theoretisch
begrenzt werden, indem das Lagerspiel vergrößert
und/oder kleinere Lagerbreiten verwendet werden. Allerdings hat
ein größeres Lagerspiel zur Folge, dass eine erhöhte
Flächenpressung im Lager auftreten kann und zu einem Fressen des
Lagers führen kann. Eine schmales Lager ist mit einem größeren
Durchmesser auszuführen, um maximal zulässige
Flächenpressung im Lager nicht zu überschreiten,
was u. a. auch zu einem größeren Lagerspiel mit
den genannten Nachteilen führt. Derartige Ansätze
sind daher unzureichend.
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Erfindungsgemäß wird
diese Problematik gelöst, indem bei drehbaren Wellen auftretende
umlaufende Wellenverformungen und/oder Wellendurchbiegungen dadurch
ausgeglichen werden, dass eine zur Lagerung eines Wellenendes vorgesehene Lageranordnung
teilweise elastisch so verformbar ist, dass ein Verkanten des Wellenendes
in der Lageranordnung vermieden oder wenigstens auf eine tolerierbares
Maß verringert wird.
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In 1 ist
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lagerordnung 2 gezeigt, die zur Lagerung einer Welle 4 vorgesehen
ist.
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Die
Lageranordnung 2 umfasst einen inneren Lagerteil 6 und
einen äußeren Lagerteil 8 und weist eine
Rotationsachse 10 auf.
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Der
innere Lagerteil 6 ist als Lagerhülse für eine
Gleitlagerung ausgebildet und weist einen ersten Bereich 12 und
einen zweiten Bereich 14 auf. Der erste Bereich 12 ist
als "freigestellter" Hohlzylinder mit einem Innendurchmesser ausgebildet,
der einen Kontakt mit der Welle 4 verhindert. Der zweite
Bereich 14 ist ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet,
allerdings mit einem Innendurchmesser, der kleiner als der des ersten
Bereichs 12 und so bemessen ist, dass sich eine verdrehsichere
Verbindung dem Ende 16 der Welle 4 herstellen
lässt (z. B. durch Presssitz).
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Der äußere
Lagerteil 8 ist als Lagerbuchse für eine Gleitlagerung
ausgebildet und weist an seinem Außenumfang eine Befestigungsfläche 18 auf. Mittels
der Befestigungsfläche 18 kann der äußere Lagerteil 8 an
einer Befestigungsstruktur 20, beispielsweise einem Teil
eines Gehäuses für die Wellen-Lager-Anordnung,
befestigt werden. Bei derartigen Ausführungsformen kann
auf eine elastische Verformbarkeit des äußeren
Lagerteils 8 gegebenenfalls verzichtet werden.
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Alternativ
kann ein äußerer Lagerteil verwendet werden, der
elastisch komprimierbar ist oder mit dem äußeren
Lagerteil vergleichbar ist, der unter Bezugnahme auf 2 erläutert
ist.
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An
seinem äußeren Umfang weist der innere Lagerteil 6 eine
Lagerfläche 22 zur Wirkverbindung mit dem äußeren
Lagerteil 8 auf. Die Lagerfläche 22 kann
wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung
oder Gleitlagermaterial 24 beschichtet und/oder wenigstens
teilweise aus einem solchen Material aufgebaut sein.
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Darstellungsgemäß ist
die Lagerfläche 22 des inneren Lagerteils 6 als
zylindrische Mantelfläche konzentrisch zu der Rotationsachse 10 ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
weist der äußere Lagerteil 8 (auch) eine
Lagerfläche 26 auf, die zur Wirkverbindung mit
dem inneren Lagerteil 6 vorgesehen ist. Die Lagerfläche 26 kann
ebenfalls wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung
oder Gleitlagermaterial (nicht gezeigt) beschichtet und/oder wenigstens
teilweise aus einem solchen Material aufgebaut sein.
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Darstellungsgemäß ist
die Lagerfläche 26 des äußeren
Lagerteils 8 als zylindrische Mantelfläche konzentrisch
zu der Rotationsachse 10 ausgebildet.
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Des
weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn der äußere
Lagerteil 8 eine weitere Lagerfläche 28 hat.
Diese ist bei der gezeigten Ausführungsform als im Wesentlichen
senkrecht zu der Rotationsachse verlaufende Stirnfläche
ausgebildet, die zu der Welle 4 weist. Die weitere Lagerfläche 28 ist
vorzugsweise auch wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden
Beschichtung oder Gleitlagermaterial 30 ausgestattet und/oder
wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut. Dadurch
können Beschädigungen von Welle 4 und/oder äußerem
Lagerteil 8 vermeiden oder wenigstens reduzieren, wenn – wie
in 1 unten angedeutet – Wellendurchbiegungen
auftreten, bei denen die Welle 4 den äußeren
Lagerteil 8 kontaktiert.
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Die
Funktionsweise von unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
Ausführungsformen ist wie folgt:
Treten bei Drehung
der Welle 4 umlaufende Wellenverformungen und/oder Wellendurchbiegungen
und in Folge davon umlaufende Schrägstellungen des Wellenendes
auf, kann sich der als "freigestellter" Hohlzylinder ausgebildete
erste Bereich 12 elastisch verformen. Dadurch werden umlaufende
Schrägstellungen des Wellenendes umlaufend ausgeglichen,
d. h. die in 1 veranschaulichte Verformung
des ersten Bereichs 12 läuft mit der Wellendrehzahl
zusammen mit der sich drehenden Welle 4 um.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Lagerordnung 2 gezeigt, die zur Lagerung einer Welle 4 vorgesehen
ist. Die Lageranordnung 2 umfasst wiederum einen inneren
Lagerteil 6 und einen äußeren Lagerteil 8.
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Auch
hier ist der innere Lagerteil 6 als Lagerhülse
für eine Gleitlagerung ausgebildet. Der innere Lagerteil 6 hat
einen hohlzylindrischen Bereich 32, der verdrehsicher mit
der Welle 4 beispielsweise mittels Presssitz, Verkleben
oder dergleichen, verbunden ist. Bei solchen Ausführungsformen
kann auf eine elastische Verformbarkeit des inneren Lagerteils 6,
insbesondere in seinem Bereich 32, gegebenenfalls verzichtet
werden. Alternativ kann ein innerer Lagerteil verwendet werden,
der insbesondere im Bereich 32 elastisch komprimierbar
ist oder der mit dem inneren Lagerteil vergleichbar ist, der unter
Bezugnahme auf 1 erläutert ist.
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An
seinem äußeren Umfang des Bereichs 32 weist
der innere Lagerteil 6 eine Lagerfläche 22 zur Wirkverbindung
mit dem äußeren Lagerteil auf. Die Lagerfläche 22 kann
wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung
oder Gleitlagermaterial 24 beschichtet und/oder wenigstens
teilweise aus einem solchen Material aufgebaut sein.
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Darstellungsgemäß ist
die Lagerfläche 24 als zylindrische Mantelfläche
konzentrisch zu der Rotationsachse 10 ausgebildet.
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Ferner
weist der innere Lagerteil 6 einen sich von dem Bereich 32 im
Wesentlichen senkrecht weg erstreckenden Bereich 34 auf,
der sich auch senkrecht zu der Rotationsachse 10 erstreckt.
Der flanschartige Bereich 34 ist an seiner dem äußeren
Lagerteil 8 zugewandten als Lagerfläche dienenden Stirnseite 36 wenigstens
teilweise mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung oder Gleitlagermaterial 38 ausgestattet
und/oder wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut.
An seiner der Welle 4 zugewandten Stirnseite ist der Bereich 34 ausgelegt,
um sich an einem Absatz 40 an der Welle 4 abzustützen.
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Der
Bereich 34 sorgt einerseits für eine bessere Verbindung
mit der Welle 4 und andererseits für eine weitere
Gleitlagerung mit dem äußeren Lagerteil 8.
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Der äußere
Lagerteil 8 weist einen ersten Bereich 42 auf,
der zur Wirkverbindung mit dem inneren Lagerteil 6 und
insbesondere dessen Bereich 32 ausgelegt ist. Der erste
Bereich 42 ist hohlzylindrisch und umfasst an seiner Innenseite
eine Lagerfläche 26, die zur Wirkverbindung mit
dem inneren Lagerteil 6 vorgesehen ist. Die Lagerfläche 26 kann
wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung
oder Gleitlagermaterial (nicht gezeigt) beschichtet und/oder wenigstens
teilweise aus einem solchen Material aufgebaut sein
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Darstellungsgemäß ist
die Lagerfläche 26 des äußeren
Lagerteils 8 als zylindrische Mantelfläche konzentrisch
zu der Rotationsachse 10 ausgebildet.
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Des
weiteren hat der äußere Lagerteil 8 eine weitere
Lagerfläche 28. Diese ist bei der gezeigten Ausführungsform
als im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse verlaufende
Stirnfläche ausgebildet, die zu der Lagerfläche 36 des
inneren Lagerteils 6 weist. Die weitere Lagerfläche 28 ist
vorzugsweise auch wenigstens teilweise mit einer reibungsreduzierenden
Beschichtung oder Gleitlagermaterial 30 ausgestattet und/oder
wenigstens teilweise aus einem solchen Material aufgebaut. Die Lagerfläche 28 kann wie
in 1 ausgebildet sein oder, wie in 2 veranschaulicht,
an einem verdickten Ende des äußeren Lagerteils 8 angeordnet
sein, das einen größeren Außendurchmesser
als der Bereich 42 hat.
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Der äußere
Lagerteil 8 hat ferner einen zweiten Bereich 44,
der sich darstellungsgemäß rechts an den ersten
Bereich 42 anschließt. Der zweite Bereich 44 ist
elastisch verformbar und beispielsweise flanschartig ausgebildet.
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Ein
dritter Bereich 46 des äußeren Lagerteils 8 dient
zur Befestigung an einer Befestigungsstruktur 20, beispielsweise
einem Teil eines Gehäuses für die Wellen-Lager-Anordnung,
und weist hierfür eine Befestigungsfläche 18 auf.
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Ein
vierter Bereich 48 des äußeren Lagerteils 8 erstreckt
sich als ringförmige Struktur im Wesentlichen senkrecht
zu der Rotationsachse 10 und ist zur Wirkverbindung mit
Welle 4 ausgelegt. Die Welle 4 kann, wie in 2 veranschaulicht
(bezüglich ihres Querschnitts in Längsrichtung)
am Ende gestuft sein, um den Absatz 40 zu bilden, der eine
Querschnittsverringerung zu einem ersten Wellenendbereich 50 bereitstellt.
Der erste Wellenendbereich 50 ist zur Wirkverbindung mit
dem Bereich 32 des inneren Lagerteils 6 vorgesehen.
Ferner kann die Welle einen zweiten Wellenendbereich 52 mit
noch weiter reduziertem Durchmesser haben. Der zweite Wellenendbereich 52 ist
zur Wirkverbindung mit dem vierten Bereich 48 des äußeren
Lagerteils 8 vorgesehen. Zur Reibungsverringerung und/oder
Lagerung des zweiten Wellenendbereichs 52 und des vierten
Bereichs 48 kann letzterer an seinem radial innenliegenden Ende 54 ein
Lager 56 (z. B. Wälz- oder Gleitlager) aufweisen.
Alternativ kann ein Lager statt am vierten Bereich 48 am
zweiten Wellenendbereich 52 angeordnet sein. Ferner ist
es möglich, dass die Welle 4 den zweiten Wellenendbereich 52 nicht
aufweist und der erste Wellenendbereich 50 sich in Richtung
Wellenende über den inneren Lagerteil 6 hinaus
erstreckt und zur Wirkverbindung mit dem vierten Bereich 48 des äußeren
Lagerteils 8 vorgesehen ist.
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Über
eine oder mehrere in der Welle 4 ausgebildete Schmierbohrungen 58 kann
den Lagerflächen der inneren und äußeren
Lagerteile 6 und 8 Schmiermittel (z. B. Öl)
zugeführt werden.
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Die
Funktionsweise von unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen
Ausführungsformen ist wie folgt:
Treten bei Drehung
der Welle 4 umlaufende Wellenverformungen und/oder Wellendurchbiegungen
und in Folge davon umlaufende Schrägstellungen des Wellenendes
auf, kann sich der flanschartig ausgebildete zweite Bereich 44 elastisch
verformen. Dadurch werden umlaufende Schrägstellungen des
Wellenendes umlaufend ausgeglichen, d. h. eine Verformung des zweiten
Bereichs 44 läuft mit der Drehzahl der Welle zusammen
mit der sich drehenden Welle um.
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Bei
Ausführungsformen, bei denen der innere und/oder der äußere
Lagerteil 6 bzw. 8 wenigstens teilweise elastisch
komprimierbares Material umfasst, werden umlaufende Schrägstellungen
des Wellenendes aufgrund von umlaufenden Wellenverformungen und/oder
Wellendurchbiegungen der Welle 4 bei deren Drehung durch
entsprechende Komprimierung des inneren und/oder äußeren
Lagerteils 6 bzw. 8 ausgeglichen. Dabei erfolgt
der Ausgleich ebenfalls umlaufend, d. h. die Komprimierung läuft mit
der Drehzahl der Welle zusammen mit der sich drehenden Welle um.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/075749
A1 [0039, 0041]